TOUCHSIDE   —  КОМПЬЮТЕРНЫЙ  МАНИПУЛЯТОР

Солопченко  Святослав  Анатольевич

Горохова  Екатерина  Сергеевна

Стучкоа  Антон  Витальевич

Волшин  Максим  Евгеньевич

студенты  2  курса  Института  Кибернетики  НИ  ТПУ,  РФ,  г.  Томск

E-mail: 

Введение

Сегодня  жизнь  современного  человека  тесно  связана  с  компьютером,  поэтому  очень  важно,  чтобы  работать  с  ним  было  комфортно  и  удобно.  Однако  при  этом  мы  сталкиваемся  с  рядом  проблем.  Как  правило,  попеременное  использование  клавиатуры  и  мыши  отнимает  время.  Также  часто  возникают  ситуации,  когда  использовать  мышь  затруднительно,  например,  в  дороге  или  при  работе  с  компьютером  на  природе.

Для  решения  поставленных  выше  проблем  была  произведена  модернизация  компьютерной  мыши.  Разработанное  нами  устройство,  под  названием  TouchSide,  представляет  собой  компактный  манипулятор,  заменяющий  компьютерную  мышь,  который  одевается  на  указательный  палец  и  управляется  за  счет  его  движения  по  поверхности.  Как  результат,  созданное  устройство  TouchSide  позволяет  пользователям  работать  практически  на  любой  поверхности  и  не  требует  затрат  времени  на  перенос  руки  от  клавиатуры  к  мыши  и  обратно. 

Устройство  будет  полезно  и  интересно  широкой  аудитории.  С  одной  стороны,  школьникам,  студентам  и  офисным  сотрудникам,  с  другой  стороны,  людям,  которые  работают  с  компьютером  на  природе,  в  транспорте  и  иных  местах,  где  сложно  найти  ровную  поверхность  для  управления  мышью. 

Рисунок  1.  TouchSide   на  руке  пользователя

Описание  технической  части

Остановимся  подробнее  на  технической  составляющей  устройства.  Принцип  работы  устройства  такой  же,  как  и  у  компьютерной  мыши.  Изображение  опорной  поверхности  фокусируется  на  светочувствительной  матрице  при  помощи  линзы.  Контроллер  обрабатывает  полученную  последовательность  изображений,  определяя  вектор  перемещения  устройства  по  поверхности.  Эта  информация  передается  на  компьютер  посредством  беспроводного  канала,  затем  она  обрабатывается,  и  в  результате  мы  наблюдаем  движение  курсора  по  экрану.

Сконструированное  нами  устройство  состоит  из  нескольких  частей.  Пластиковый  корпус  содержит  плату  с  микроконтроллером,  передающим  модулем,  а  также  аккумулятор.  Он  крепится  на  предплечье  с  помощью  браслета.  Сигнальные  линии  соединяют  микроконтроллер  с  матрицей,  закрепленной  на  кончике  пальца,  которая  помещена  для  удобства  в  другой  пластиковый  корпус,  сконструированный  нами  и  напечатанный  на  3D  принтере.  Также  корпус  содержит  кнопку,  расположенную  под  подушечкой  пальца.  При  нажатии  на  неё  происходит  событие,  аналогичное  щелчку  левой  кнопки  мыши.  Слева  на  корпусе  находится  кнопка  выключения  устройства.  Внешний  вид  TouchSide  и  его  составных  частей  представлен  на  рисунках  1,  2  и  3.

Рисунок  2.  Устройство  TouchSide

Рисунок  3.  Устройство  кнопки  TouchSide

Одним  из  важных  этапов  создания  устройства  было  проектирование  и  изготовление  платы.  Проектирование  осуществлялось  при  помощи  САПР  DipTrace. 

Изготовление  платы  производилось  методом  травления  (рис.  4)  [2].  На  глянцевой  бумаге  был  напечатан  проект  платы.  Затем  он  крепился  на  фольгированный  стеклотекстолит.  Стеклотекстолит  был  помещен  в  раствор  хлорного  железа,  по  истечению  некоторого  времени  не  защищенная  тонером  фольга  растворилась,  оставшиеся,  защищенные  тонером  линии  образовали  дорожки  платы.

Рисунок  4.  Процесс  травления  платы

Последний  этап  создания  платы  —  распайка  деталей,  необходимых  для  функционирования  TouchSide.  Плата  содержит  микроконтроллер,  чип  памяти,  содержащий  программу  для  микроконтроллера,  передающий  модуль,  а  также  MiniUSB  разъем  для  зарядки  аккумулятора  TouchSide  (рис.  5).

Рисунок  5.  Запаянная  печатная  плата

При  реализации  устройства  TouchSide  кроме  решения  технической  задачи,  необходимо  было  решить  и  эстетическую  задачу,  то  есть  разработать  корпус  устройства.  Проектирование  корпуса  производилось  в  3D  системе  автоматизированного  проектирования  (САПР)  Autodesk  Inventor  (рис.  6).

Рисунок  6.  Сборка  корпуса  в  САПР  Autodesk   Inventor

Обзор  аналогов  устройства

На  рынке  есть  несколько  аналогов  устройства  TouchSide.  Рассмотрим  несколько  из  них.

1.  Устройство  компании  «Master  Kit»,  которое  имеет  достаточно  большие  габариты  и  подключается  к  компьютеру  с  помощью  шнура,  что  сильно  ограничивает  рабочую  поверхность  [3].

2.  Разработка  студентов  Вустерского  Политехнического  Института  (WPI)  из  США:  данное  устройство  использует  набор  сенсоров  для  отслеживания  положения  руки  в  пространстве,  однако  его  стоимость  составляет  около  $150  ≈  5400  руб.  [1].

Каждый  из  рассмотренных  выше  аналогов  имеет  свои  достоинства  и  недостатки.  Как  известно  стоимость  и  мобильность  устройства,  пожалуй,  одни  из  важных  параметров  для  потребителя.  Созданное  устройство  TouchSide  сочетает  в  себе  мобильность  и  невысокую  цену,  что  будет  интересно  потребителям.

Результаты

В  ходе  реализации  проекта  TouchSide  создан  один  работающий  опытный  образец  нового  устройства  ввода.  Стоит  отметить,  что  созданный  образец  имеет  свои  преимущества  и  недостатки,  которые  планируется  исправить  при  дальнейшем  развитии  проекта.  Также  конструкция  модели  может  быть  улучшена  за  счет  дизайна,  уменьшения  веса,  добавления  функции  прокрутки  и  правой  кнопки  мыши.

Список  литературы:

1.3D  Computer  Mouse  Designed  by  WPI  Undergraduates  Wins  One  of  10  Invention  Awards  from  Popular  Science  —  WPI  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.wpi.edu/news/20067/popsciaward.html  (дата  обращения:  24.02.2014).

2.Изготовление  печатных  плат  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://cxem.net/master/11.php  (дата  обращения:  20.02.2014).

3.Оптическая  мышь  на  палец  MT6022  |  Новости  МАСТЕР  КИТ  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.masterkit.ru/info/newsarcshow.php?num=2582  (дата  обращения:  24.02.2014).